1、冰蓄冷技術原理

　　冰蓄冷技術就是在夜間低電價時段(同時也是空調負荷很低的時間)采用電制冷機組制冷，將水在專門的蓄冰槽內凍結成冰以蓄存冷量；在白天的高電價時段(同時也是空調負荷高峰時間)停開制冷機組，直接將蓄冰槽內的冷能釋放出來，滿足空調用冷的需要。據美國有關資料，采用蓄冰制冷在加州節(jié)約電費高達50%，而且不增加耗電量。因為制冰、融冰轉換損失的能量很小，而夜間制冷因氣溫較低可使效率更高，完全可以彌補蓄冰的冷能損失。

　　2、采用冰蓄冷空調系統(tǒng)的優(yōu)缺點

　　表冷器主要優(yōu)點:(1)利用低谷段電力，具有平衡峰谷用電負荷，緩解電力供應緊張；(2)冰水主機的容量減少，節(jié)省增容費用；(3)總用電設施容量減少，可減少基本電費支出；(4)利用低谷段電價的優(yōu)惠可減少運行電費；(5)冰水溫可低至1～4℃，減少空調設備風管的費用；(6)冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻塔容量減少；(7)電力高壓側及低壓側設備容量減少；(8)室內相對濕度低，冷卻速度快，舒適性好；(9)制冷設備經常在設計工作點上平衡運行，效率高，機器損耗小；(10)充分利用24h有效時間，減少了能量的間歇耗損；(11)充分利用夜間氣溫變化，提高機組產冷量；(12)投資費用與常規(guī)空調相當，經濟效益佳。

　　冰蓄冷空調技術在我國的應用將成為不可逆轉的趨勢。當然它也有一些缺點，如增加蓄冷池、水泵的輸送能耗及增加蓄冷池等設備的冷量損失等。

　　3、含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)分析

　　當表冷器空調系統(tǒng)在部分負荷率比較小的情況下運行時，采用變水溫調節(jié)可以得到較高的冷凍水溫度，表冷器和風機盤管的除濕能力將下降，從而導致室內相對濕度偏高而難以滿足舒適性要求。但采用冰蓄冷設備，冷凍水溫度從常規(guī)空調的7～12℃下降為1～4℃，表冷器盤管的傳熱性能隨送風溫差的變化而變化，去濕能力也相應增加。故筆者提出含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)的方案，可以獲得較好的空調制冷效果和舒適性。

　　含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)就是讓變水溫空調系統(tǒng)和冰蓄冷設備相結合并聯運行，在末端裝置中加個混合裝置和送風裝置把兩個系統(tǒng)空氣處理并混合，再將處理好的空氣送到空調房間。

　　氣象參數是無法控制的，它的變化直接影響著空調負荷的大小；而工作參數是可以改變的，可以通過自動控制設備進行調節(jié)，使系統(tǒng)在較高效率下運行。為適應空調冷負荷隨全年不同季節(jié)以及不同氣象條件的變化，我們可以在系統(tǒng)設計的運行過程中采取相應的措施以達到節(jié)能的目的。因此，當空調負荷低于設計負荷時，由于空氣處理設備有富裕量，可適當提高冷水溫度，使空調系統(tǒng)既能保證舒適度要求，又能減少運行電費。

　　當部分負荷時，變水溫系統(tǒng)采用變水溫調節(jié)，冰蓄冷設備變水量調節(jié)來運行。

　　在設計工況時，由于冰蓄冷設備的較強去濕能力，在空氣熱濕交換過程中處理部分熱負荷Q2和全部濕負荷Ws；而變水溫系統(tǒng)則處理部分熱負荷Q1，不處理濕負荷。

　　設計工況下，已知總余熱Q和總余濕WS、室內狀態(tài)參數N(tn、фn)，送風相對濕度為95%(即為設備露點狀態(tài)送風)，確定混合送風狀態(tài)O(t2、i2、d2)和總送風量G。由于低溫送風和冰蓄冷技術相結合，能夠獲得較好的空調效果，經濟效益很好，所以采用第二類低濕送風，即送風溫度為6～8℃，標稱溫度為7℃。

　　通過分別對變水溫空調系統(tǒng)和冰蓄冷設備的表冷器進行設計和計算，確定表冷器的型號、臺數和排數。所述表冷器計算方法分別是計算部分負荷時，變水溫系統(tǒng)和冰蓄冷設備的熱濕處理過程的各個參數，并計算出混合送風狀態(tài)和室內的溫濕度參數，驗證是否滿足舒適性要求。通過實例計算，對于空調房間總余熱Q=560000W和總余濕WS=28g/s及室內設計參數為:tn=25℃，фn=55%，各計算參數和選擇的表冷器型號、臺數、排數如表1所示。

　　當空調系統(tǒng)在部分負荷下運行時，變水溫系統(tǒng)和冰蓄冷設備的熱濕處理過程的各個參數計算結果如表2。計算結果表明，含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)的運行滿足室內舒適性要求。當室內負荷變化時，該系統(tǒng)的調節(jié)使室內參數的變化很小，室內溫度在24～25℃，相對濕度在54%～55%范圍內變化。而且該系統(tǒng)的除濕能力比單一的變水濕空調系統(tǒng)增強了，可以調節(jié)的運行范圍也大了。變水溫系統(tǒng)在設計工況下，冷凍水溫度為11.7℃，和單一變水溫系統(tǒng)的設計工況下的冷凍水溫7℃相比較，也提高了很多，這樣雙系統(tǒng)的變水溫系統(tǒng)就具有很好的節(jié)能效果。但是整個系統(tǒng)增加了冰蓄冷系統(tǒng)的初投資費用，增加了系統(tǒng)的復雜性。從冰蓄冷空調系統(tǒng)的特點來看，雖然它的投資費用大些，但是利用低谷段電價的優(yōu)惠可減少運行電費，而且可以起到優(yōu)化電網供電的作用。由此可以看出，含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)可以帶來可觀經濟效益和社會效益。

　　4、變水溫空調系統(tǒng)存在問題及應對措施

　　通過對國內常用表冷器去濕量的計算分析結果表明，當冷凍水濕度從7℃提高到13℃時，其去濕能力大約下降了30%。當冷凍水溫提高到一定程度，可能會出現干工況。雖然我們可以通過采用適當降低室內溫度的措施，對于相對濕度要求不高的舒適性空調可滿足要求，但是這樣也就使調節(jié)范圍受到限制。當負荷率比較小時，用變水溫調節(jié)會導致室內相對濕度偏高，而難以滿足舒適性要求。從上面計算分析，當負荷率低于50%時，室內濕度就可能大于70%，不在舒適標準范圍。如果對室內相對濕度要求較高，或者負荷率低于50%時，建議采用含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)。因為冰蓄冷系統(tǒng)具有較低的冷凍水溫度，具有較強的除濕能力，從而彌補變水溫系統(tǒng)調節(jié)的不足，而且可以使調節(jié)范圍擴大。

　　5、結束語

　　上述提出含有冰蓄冷設備的變水溫空調系統(tǒng)的方案，可以獲得較好的空調制冷效果和舒適性，為空調系統(tǒng)的節(jié)能提供了較佳的方案，在設計中應該加以推廣。